專利名稱：一種分離式重力流膜生物反應(yīng)器污水處理方法及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種污水處理方法及設(shè)備，特別涉及一種分離式膜生物反應(yīng)器污水處理方法及其設(shè)備。
背景技術(shù)：
MBR(Membrane Bioreactor)反應(yīng)器是將膜過濾技術(shù)與生物反應(yīng)器相結(jié)合的復(fù)合高效廢水處理反應(yīng)器。根據(jù)膜的種類和膜在系統(tǒng)中所起的作用可以將MBR分成三類固液分離膜-生物反應(yīng)器(solid-liquid separation membrane bioreactor)、曝氣膜-生物反應(yīng)器(membraneaeration bioreactor)、萃取膜-生物反應(yīng)器(extractive membrane bioreactor)。其中固液分離膜-生物反應(yīng)器是目前研究最為廣泛的一種膜-生物反應(yīng)器，通常簡稱為膜-生物反應(yīng)器(MBR)，在該工藝中膜組件代替了傳統(tǒng)活性污泥法中的二沉池，分離混合液中的固體微生物和大分子溶解性物質(zhì)。膜生物反應(yīng)器具有分離效率高，實現(xiàn)了水力停留時間和泥齡(SRT)的完全分離，膜分離單元不受污泥膨脹的影響，活性污泥濃度高，剩余污泥少的優(yōu)點。根據(jù)生物反應(yīng)器和膜組件的結(jié)合方式不同可以將膜-生物反應(yīng)器分為分置式膜-生物反應(yīng)器和一體式膜-生物反應(yīng)器。其中分置式膜-生物反應(yīng)器膜組件和生物反應(yīng)器分開設(shè)置，依靠加壓泵壓力驅(qū)動膜分離，該工藝運行穩(wěn)定可靠，膜易于清洗更換，膜通量較大，但是分置式膜-生物反應(yīng)器水流循環(huán)量大，動力費用高。一體式膜-生物反應(yīng)器中膜組件直接置于生物反應(yīng)器內(nèi)，曝氣裝置直接置于膜組件下方，通過泵進行抽吸過濾，該工藝設(shè)備簡單，能耗相對較低，操作方便，但是容易污染，出水不連續(xù)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有分置式膜-生物反應(yīng)器能耗高的不足，本發(fā)明的目的是提供一種節(jié)能的分離式重力流膜生物反應(yīng)器污水處理方法及其設(shè)備。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種分離式重力流膜生物反應(yīng)器污水處理方法，其特征在于它包括如下步驟將SBR反應(yīng)器置于至少高出MBR膜組件1米處，SBR反應(yīng)器的出水由水管與MBR膜組件輸入口相連通；水泵從污水箱中抽取污水進入SBR反應(yīng)器，污水在攪拌裝置的攪拌下，在SBR反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生厭氧狀態(tài)；SBR反應(yīng)器厭氧攪拌階段結(jié)束以后，停止攪拌，空氣壓縮機向SBR反應(yīng)器通入曝氣，使SBR反應(yīng)器內(nèi)呈現(xiàn)好氧狀態(tài)；好氧曝氣階段結(jié)束以后，SBR反應(yīng)器內(nèi)停止通入曝氣，靜置沉淀后出水；SBR反應(yīng)器高位出水經(jīng)重力壓差流入MBR膜組件，同時空氣壓縮機對MBR膜組件通入曝氣以防止SBR反應(yīng)器出流水中固體顆粒在MBR膜組件的膜上聚結(jié)而降低膜通量，經(jīng)MBR膜組件的膜處理后出水，膜處理后出水分二路，一路為回流液，在曝氣作用下回流液經(jīng)過消泡器消泡后回流至SBR反應(yīng)器內(nèi)，另一路為水質(zhì)指標達標的凈水。
一種實現(xiàn)上述方法的分離式重力流膜生物反應(yīng)器污水處理設(shè)備，它包括污水箱1、水泵2、第一水管3、第一氣管4、攪拌裝置6、SBR反應(yīng)器7、第二水管9、第一截止閥10、第三水管11、MBR膜組件12、第一微孔曝氣頭13、空氣壓縮機16、第二氣管18、第二微孔曝氣頭20，第一水管3的一端與污水箱1相連通，第一水管3的另一端位于SBR反應(yīng)器7內(nèi)，第一水管3上設(shè)有水泵2；SBR反應(yīng)器7內(nèi)設(shè)有攪拌裝置6，SBR反應(yīng)器7內(nèi)底部設(shè)有第一微孔曝氣頭13，第一微孔曝氣頭13由第一氣管4與空氣壓縮機16的輸出端相連通；MBR膜組件12內(nèi)的底部設(shè)有第二微孔曝氣頭20，第二微孔曝氣頭20由第二氣管18與空氣壓縮機16的輸出端相連通；MBR膜組件12的凈化水出口與第三水管11相連通，MBR膜組件12的回流口與第二水管9的一端相連通，第二水管9的另一端位于SBR反應(yīng)器7內(nèi)；其特征在于SBR反應(yīng)器7位于支撐架上并至少高出MBR膜組件1米，SBR反應(yīng)器7的出水口由第四水管14與MBR膜組件12的輸入口相連通，第四水管14上設(shè)有第一截止閥10。
本發(fā)明將生物反應(yīng)器與膜組件分離，生物反應(yīng)器放置于膜組件上方至少1米處，從生物反應(yīng)器出水到經(jīng)過膜組件出水，形成水頭差，依靠重力完成膜組件過濾出流；與現(xiàn)有分置式膜-生物反應(yīng)器相比，不依靠加壓泵壓力驅(qū)動膜分離，因而節(jié)能，其節(jié)能效果顯著。
本發(fā)明的分離式重力流膜生物反應(yīng)器污水處理設(shè)備(GSMBR反應(yīng)器)不僅具有膜-生物反應(yīng)器的優(yōu)點，而且解決了分置式膜-生物反應(yīng)器需要依靠泵抽吸過濾的不足，本發(fā)明的設(shè)備節(jié)能效果顯著。


圖1是本發(fā)明的分離式重力流膜生物反應(yīng)器污水處理設(shè)備結(jié)構(gòu)示意中1-污水箱，2-水泵，3-第一水管，4-第一氣管，5-第一轉(zhuǎn)子流量計，6-攪拌裝置，7-SBR反應(yīng)器，8-消泡器，9-第二水管，10-第一截止閥，11-第三水管，12-MBR膜組件，13-第一微孔曝氣頭，14-第四水管，15-第二截止閥，16-空氣壓縮機，17-第二轉(zhuǎn)子流量計，18-第二氣管，19-第三截止閥，20-第二微孔曝氣頭。
具體實施例方式
一種分離式重力流膜生物反應(yīng)器污水處理方法，它包括如下步驟將SBR反應(yīng)器置于至少高出MBR膜組件1米處(如1米或1.5米或2米或2.5米，其高度由支撐架調(diào)節(jié))，SBR反應(yīng)器的出水由水管與MBR膜組件輸入口相連通；水泵從污水箱中抽取污水進入SBR反應(yīng)器，污水在攪拌裝置的攪拌下，在SBR反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生厭氧狀態(tài)；SBR反應(yīng)器厭氧攪拌階段結(jié)束以后，停止攪拌，空氣壓縮機向SBR反應(yīng)器通入曝氣，使SBR反應(yīng)器內(nèi)呈現(xiàn)好氧狀態(tài)；好氧曝氣階段結(jié)束以后，SBR反應(yīng)器內(nèi)停止通入曝氣，靜置沉淀后出水；SBR反應(yīng)器高位出水經(jīng)重力壓差流入MBR膜組件，同時空氣壓縮機對MBR膜組件通入曝氣以防止SBR反應(yīng)器出流水中固體顆粒在MBR膜組件的膜上聚結(jié)而降低膜通量，經(jīng)MBR膜組件的膜處理后出水，膜處理后出水分二路，一路為回流液，在曝氣作用下回流液經(jīng)過消泡器消泡后回流至SBR反應(yīng)器內(nèi)(消泡器的作用是以減少回流氣水混合物對活性污泥混合液的擾動)，另一路為水質(zhì)指標達標的凈水。按現(xiàn)有的照瞬時進水-厭氧攪拌-好氧曝氣-靜置沉淀四個步驟進行污水的處理，厭氧攪拌3小時，好氧曝氣2小時，靜置沉淀1小時。
如圖1所示，一種實現(xiàn)上述方法的分離式重力流膜生物反應(yīng)器污水處理設(shè)備，它包括污水箱1、水泵2、第一水管3、第一氣管4、第一轉(zhuǎn)子流量計5、攪拌裝置6、SBR反應(yīng)器7、消泡器8、第二水管9、第一截止閥10、第三水管11、MBR膜組件12、第一微孔曝氣頭13、第四水管14、第二截止閥15、空氣壓縮機16、第二轉(zhuǎn)子流量計17、第二氣管18、第三截止閥19、第二微孔曝氣頭20，第一水管3的一端與污水箱1相連通，第一水管3的另一端位于SBR反應(yīng)器7內(nèi)，第一水管3上設(shè)有水泵2；SBR反應(yīng)器7內(nèi)設(shè)有攪拌裝置6，SBR反應(yīng)器7內(nèi)底部設(shè)有第一微孔曝氣頭13，第一微孔曝氣頭13由第一氣管4與空氣壓縮機16的輸出端相連通，第一氣管4上設(shè)有第一轉(zhuǎn)子流量計5、第二截止閥15；MBR膜組件12內(nèi)的底部設(shè)有第二微孔曝氣頭20，第二微孔曝氣頭20由第二氣管18與空氣壓縮機16的輸出端相連通，第二氣管18上設(shè)有第二轉(zhuǎn)子流量計17、第三截止閥19；MBR膜組件12的凈化水出口與第三水管11相連通，第三水管11上設(shè)有第四截止閥，MBR膜組件12的回流口與第二水管9的一端相連通，第二水管9的另一端位于SBR反應(yīng)器7內(nèi)，第二水管9的另一端設(shè)有消泡器8；SBR反應(yīng)器7位于支撐架上并至少高出MBR膜組件1米(SBR反應(yīng)器7的出水口與MBR膜組件12的輸入口之間的高度至少大于1米，如1米或1.5米或2米或2.5米，其高度由支撐架調(diào)節(jié)，圖1中未畫出支撐架)，SBR反應(yīng)器7的出水口由第四水管14與MBR膜組件12的輸入口相連通，第四水管14上設(shè)有第一截止閥10。
整個設(shè)備進水采用水泵抽吸，污水瞬時進入生物反應(yīng)器，生物反應(yīng)器為序批式活性污泥反應(yīng)器(sequencing batch reactor，SBR)。SBR反應(yīng)器由PVC材料制成，有效容積20.0L，攪拌裝置由電機自動控制器、電機、攪拌葉輪組成，電機自動控制器控制SBR反應(yīng)器內(nèi)的攪拌葉輪的攪拌速度，SBR反應(yīng)器采用微孔曝氣，MBR膜組件采用聚偏氟乙烯中空纖維微(PVDF)材料的濾膜，膜孔徑0.25μm，膜面積0.5m2，膜通量26.35L/(m2·h)，SBR反應(yīng)器出水與膜組件形成重力壓差，使SBR反應(yīng)器出水自流經(jīng)過膜組件出水。本發(fā)明采用的膜組件和SBR反應(yīng)器完全獨立設(shè)置，之間高差可以隨試驗條件改變，當SBR反應(yīng)處理后出水經(jīng)過膜組出流時對膜組件曝氣，以減少截流顆粒堵塞膜孔造成膜通量的下降，部份SBR反應(yīng)器出水從膜組中回流，經(jīng)消泡器將氣水混合回流液以液體形式進入SBR反應(yīng)器，以減少回流氣泡對活性污泥混合液的擾動。
權(quán)利要求
1.一種分離式重力流膜生物反應(yīng)器污水處理方法，其特征在于它包括如下步驟將SBR反應(yīng)器置于至少高出MBR膜組件1米處，SBR反應(yīng)器的出水由水管與MBR膜組件輸入口相連通；水泵從污水箱中抽取污水進入SBR反應(yīng)器，污水在攪拌裝置的攪拌下，在SBR反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生厭氧狀態(tài)；SBR反應(yīng)器厭氧攪拌階段結(jié)束以后，停止攪拌，空氣壓縮機向SBR反應(yīng)器通入曝氣，使SBR反應(yīng)器內(nèi)呈現(xiàn)好氧狀態(tài)；好氧曝氣階段結(jié)束以后，SBR反應(yīng)器內(nèi)停止通入曝氣，靜置沉淀后出水；SBR反應(yīng)器高位出水經(jīng)重力壓差流入MBR膜組件，同時空氣壓縮機對MBR膜組件通入曝氣以防止SBR反應(yīng)器出流水中固體顆粒在MBR膜組件的膜上聚結(jié)而降低膜通量，經(jīng)MBR膜組件的膜處理后出水，膜處理后出水分二路，一路為回流液，在曝氣作用下回流液經(jīng)過消泡器消泡后回流至SBR反應(yīng)器內(nèi)，另一路為水質(zhì)指標達標的凈水。
2.一種實現(xiàn)權(quán)利要求1所述方法的分離式重力流膜生物反應(yīng)器污水處理設(shè)備，它包括污水箱(1)、水泵(2)、第一水管(3)、第一氣管(4)、攪拌裝置(6)、SBR反應(yīng)器(7)、第二水管(9)、第一截止閥(10)、第三水管(11)、MBR膜組件(12)、第一微孔曝氣頭(13)、空氣壓縮機(16)、第二氣管(18)、第二微孔曝氣頭(20)，第一水管(3)的一端與污水箱(1)相連通，第一水管(3)的另一端位于SBR反應(yīng)器(7)內(nèi)，第一水管(3)上設(shè)有水泵(2)；SBR反應(yīng)器(7)內(nèi)設(shè)有攪拌裝置(6)，SBR反應(yīng)器(7)內(nèi)底部設(shè)有第一微孔曝氣頭(13)，第一微孔曝氣頭(13)由第一氣管(4)與空氣壓縮機(16)的輸出端相連通；MBR膜組件(12)內(nèi)的底部設(shè)有第二微孔曝氣頭(20)，第二微孔曝氣頭(20)由第二氣管(18)與空氣壓縮機(16)的輸出端相連通；MBR膜組件(12)的凈化水出口與第三水管(11)相連通，MBR膜組件(12)的回流口與第二水管(9)的一端相連通，第二水管(9)的另一端位于SBR反應(yīng)器(7)內(nèi)；其特征在于SBR反應(yīng)器(7)位于支撐架上并至少高出MBR膜組件1米，SBR反應(yīng)器(7)的出水口由第四水管(14)與MBR膜組件(12)的輸入口相連通，第四水管(14)上設(shè)有第一截止閥(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分離式重力流膜生物反應(yīng)器污水處理設(shè)備，其特征在于第二水管(9)的另一端設(shè)有消泡器(8)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種污水處理方法及設(shè)備。一種分離式重力流膜生物反應(yīng)器污水處理方法，其特征在于它包括如下步驟將SBR反應(yīng)器置于至少高出MBR膜組件1米處，SBR反應(yīng)器的出水由水管與MBR膜組件輸入口相連通；水泵從污水箱中抽取污水進入SBR反應(yīng)器，污水經(jīng)厭氧、好氧處理、靜置沉淀后出水；SBR反應(yīng)器高位出水經(jīng)重力壓差流入MBR膜組件，同時空氣壓縮機對MBR膜組件通入曝氣以防止SBR反應(yīng)器出流水中固體顆粒在MBR膜組件的膜上聚結(jié)而降低膜通量，經(jīng)MBR膜組件的膜處理后出水，膜處理后出水分二路，一路為回流液，在曝氣作用下回流液經(jīng)過消泡器消泡后回流至SBR反應(yīng)器內(nèi)，另一路為水質(zhì)指標達標的凈水。本發(fā)明具有節(jié)能的特點。
文檔編號C02F3/00GK1958473SQ200610124989
公開日2007年5月9日 申請日期2006年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月9日
發(fā)明者夏世斌, 張召基, 唐艷 申請人:武漢理工大學(xué)